2018最受关注的8篇文章 | Cell Press旗下生命科学类期刊
历经40多年的发展，Cell Press 一直是生命科学领域的出版先锋，辞旧迎新之际，出版社的编辑们选出了Cell Press旗下生命科学科学类期刊2018年“最受关注（most talked about）”的8篇文章，这些文章涉及到同性生殖、婆罗洲猩猩生存调查、饮食与健康、神经传导、大象基因组上的僵尸基因、塔斯马尼亚恶魔与肿瘤、焦虑与逃避行为、脂肪细胞与损伤修复。
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1
Generation of Bi-maternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions.
Zhi-Kun Li, Le-Yun Wang, Li-Bin Wang, Gui-Hai Feng…..Bao-Yang Hu
同性生殖是指不经过与异性交配而生育后代的现象。该现象在许多蜥蜴类、蛙、鱼类中均有存在，包括孤雌生殖与孤雄生殖。但在高等哺乳动物中是不存在同性生殖现象的。随后科学家们致力于研究该现象背后的机制，发现父源与母源基因对于胚胎发育的贡献存在差异性，因此提出了印记基因（imprinted genes）是阻碍哺乳动物同性生殖的重要因素。那么改变印记基因是否可以获得同性生殖的哺乳动物呢？2018年10月来自中国中科院研究所胡宝洋研究院联合周琪、李伟团队利用单倍体干细胞技术和基因标记技术，首次获得了具有两个父源基因组的孤雄小鼠。虽然小鼠均在出生48小时内死亡，但是该项研究证实了即便在高等的哺乳动物中，孤雄生殖也可能实现。同时该工作对理解基因组印记的进化、调控和功能具有重要意义，对于开发新的动物生殖手段也有重要价值。中科院上海生化与细胞所李劲松研究员在点评中提到，“（该成果）为研究母源高甲基化印记基因簇对于胎儿发育的贡献奠定了重要基础”。
2
Global Demand for Natural Resources Eliminated More Than 100,000 Bornean Orangutans.
Maria Voigt, Serge A. Wich, Marc Ancrenaz…… Jessie Wells, Kerrie A. Wilson, Hjalmar S. Kühl
Current Biology. February 15, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.01.053
近几年热映的《猩球崛起》已经连续出了1-3集，剧情中给观众影响深刻的不仅有猩猩族群的领导人凯撒，还有忠心耿耿的红猩猩莫里斯。而现实中，莫里斯的原型是一只婆罗洲猩猩（Bornean orangutan, Pongo pygmaeus）。婆罗洲猩猩是原生于婆罗洲岛（该岛分属于印度尼西亚、马来西亚和文莱）的红猩猩，与苏门达腊猩猩是亚洲仅有的两种类人猿。
人类的发展依赖于资源，但同时对环境资源的非可持续性开采和利用对生物多样性的影响是巨大的。2018年2月一项由印度尼西亚、德国、英国、澳大利亚、美国等多国联合发表在Cell旗下Current Biology杂志上的研究表明从1999年至2015年大约50%的婆罗洲猩猩受到人类行为的影响，这些行为包括但不限于盗猎、砍伐、资源开采、种植园扩张等，超过10万只红猩猩因此而消亡，伴随原本属于它们的栖息地永久性的消失。该文章重在提醒人类应当注重可持续性发展。
3
Early Time-Restricted Feeding Improves Insulin Sensitivity, Blood Pressure, and Oxidative Stress Even without Weight Loss in Men with Prediabetes.
Elizabeth F. Sutton, Robbie Beyl, Kate S. Early, William T. Cefalu, Eric Ravussin, Courtney M. Peterson.
Cell Metabolism. May 10, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.04.010.
间歇性禁食（改变进食时间，Intermittent fasting）作为食疗已经应用在改善啮齿类动物患诸如中风、糖尿病的风险。近些年来，以人为对象的研究表明间歇性禁食可以减肥、降血压、提高胰岛素敏感性、改善血液中脂肪酸、降低炎症因子等。但是尚不清楚这些影响是否归因于体重减低。因此2018年5月美国阿拉巴马伯明翰大学的Peterson团队利用早时限制性进食的方法（即三餐在8:00-14:00内分时完成）连续进行5周首次证明了间歇性禁食可以在不影响体重的情况下改善参与者的身体，包括：（1）血糖方面：血糖降低、血液中胰岛素水平减低、胰岛素敏感性升高、β细胞敏感性增加；（2）血压降低；（3）血液中氧化应激减弱；（4）夜间进食需求减少。最重要的是参与者并无严重副反应，并且体重没有减少。
对于该研究，浙江大学基础医学系的孟卓贤研究员在接受BioArt采访时表示，“该研究首次发现早时限制性进食，能够在不影响进食和体重的前提下，改善糖尿病前期患者（prediabetes）的代谢和心血管健康指标，很有意义。然而这一干预方法对糖尿病的长期疗效和潜在作用机制还有待于进一步阐明。”
4
The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer.
Elissa D. Pastuzyn, Cameron E. Day, Rachel B. Kearns, John A.G. Briggs, Cédric Feschotte, Jason D. Shepherd
Arc基因具有参与脑部长时记忆存储、介导突触可塑性的功能，并且与神经发育性疾病相关。但是目前对于Arc的分子功能以及进化起源仍不清楚。2018年1月来自美国犹他大学的Shepherd教授解开Arc的神秘面纱。神经元细胞中的Arc蛋白在RNA的帮助下可以自我组装为病毒样衣壳，将自身mRNA包裹其中并从细胞中释放出来藉由胞吞作用进入到另一个神经元细胞中。进一步的研究发现Arc与逆转录病毒蛋白Gag具有相似的分子属性，进化分析表明Arc来源于脊椎动物谱系中的Ty3/gypsy逆转座子。这些发现表明了Gag逆转录因子在神经系统中细胞间交流方面发挥了重要的角色。该研究揭示了遗传物质是如何在神经元之间传递的分子机制，提出了Arc可能参与了阿尔茨海默症的发病。
5
A Zombie LIF Gene in Elephants Is Upregulated by TP53 to Induce Apoptosis in Response to DNA Damage.
Juan Manuel Vazquez, Michael Sulak, Sravanthi Chigurupati, Vincent J. Lynch
如果所有的细胞具有同样的癌变几率和类似的抗癌机制，那么理论上，细胞越多寿命越长的生物患癌的风险要远高于细胞少寿命短的生物。但是这种相关性仅在物种之间存在，在不同物种中身体大小、寿命长短似乎与癌症风险并无相关性（被称为Peto悖论，Peto’s paradox），于是人们推测这些物种具有独特的抗癌机制。2018年8月来自美国芝加哥大学的Lynch团队以非洲象为研究对象发现p53基因（细胞衰老的标志之一是DNA损伤，而DNA损伤可以引起p53的表达）可以诱导假基因LIF6的表达，LIF6则会转移至线粒体从而引起细胞凋亡，并且该凋亡依赖于Bax/Bak，同时LIF的拷贝数在非洲象中也远多于其它生物。该文章在一定程度上揭示了僵尸基因LIF在进化以及癌症抵抗中的功能。
6
The Origins and Vulnerabilities of Two Transmissible Cancers in Tasmanian Devils.
Maximilian R. Stammnitz, Tim H.H. Coorens, Kevin C. Gori…… Mathew J. Garnett, Zemin Ning, Elizabeth P. Murchison
在大自然中，可传染性癌症是一种非常罕见的癌症，它可以通过具有传染性的癌细胞迅速在族群中蔓延。目前对于可传染性疾病是如何出现、蔓延以及逃避免疫的分子机制仍不清楚。但在塔斯马尼亚恶魔（Tasmanian devils, Sarcophilus harrisii, 袋獾的别名，分布于澳大利亚）上却发现了两种可导致口腔和面部肿瘤的可传染性癌症（DFT1和DFT2）。2018年4月来自美国、英国和澳大利亚团队联合揭露了首次阐明了DFT1与DFT2具有相似的突变模式比如PDGFR拷贝数变异，其免疫逃避主要是因为B2M与Y染色体的缺失，同时这两种癌症对于酪氨酸激酶受体抑制剂和DNA修复抑制剂尤其敏感，但是没有证据表明这两种癌症与外源性致突变剂或者病毒相关。文章推测可传染性癌症也许是袋獾自然生态中的一部分。
复旦大学生物医学研究院/附属肿瘤医院柳素玲教授在接受BioArt采访时表示：“本文的作者通过大量遗传学和表型分析，发现MHC-I组成蛋白B2M和Y染色体缺失是导致肿瘤细胞无视个体和性别差异在袋獾群体中广泛传播的遗传学机制，揭示了可传染性肿瘤肿瘤免疫逃逸机制。并证明这些传染性肿瘤对酪氨酸激酶受体抑制剂和DNA修复抑制剂敏感，对澳大利亚袋獾肿瘤的早期治疗和种群保护具有很强指导意义。”
7
Anxiety Cells in a Hippocampal-Hypothalamic Circuit.
Jessica C. Jimenez, Katy Su, Alexander R. Goldberg…… Liam Paninski, René Hen, Mazen A. Kheirbek
Neuron. January 31, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.01.016
心理学认为恐惧和焦虑是对危险的正常反应，其中近端危险引发恐惧，远端危险引发焦虑。在正常情况下，焦虑可以促进机体产生适应外界的回避行为，而回避行为的产生需要快速识别危险刺激，并将这种刺激传递至可以调节回避的中枢结构——海马。虽然已经知道海马在焦虑中的作用，但是其具体机制仍不清楚。2018年1月美国加利福尼亚大学Kheirbek教授与哥伦比亚大学Hen教授共同解开了这一谜团。研究者利用钙成像和光遗传学技术观测到海马腹侧CA1（vCA1）区域富含焦虑细胞，这些细胞会识别焦虑环境刺激，通过CA1-LHA（下丘脑外侧区）通路指导机体做出回避行为，通过CA1-BA（基底杏仁核）通路削弱机体对恐惧的记忆。这项研究为理解海马结构在处理焦虑中的功能提供了新的见解，同时也为治疗焦虑相关疾病提供了新的治疗靶点。
浙江大学神经科学研究中心李晓明教授在接受BioArt采访时认为，“这项研究利用微型荧光显微镜技术，从单细胞尺度鉴定了大脑腹侧海马区域负责编码焦虑的神经元。光遗传学抑制这些细胞的活动可以产生抗焦虑效果。这项研究极大提高了人们对焦虑的认识，以及为探索焦虑的新型疗法开辟了新的领域。”
浙江大学神经科学研究中心康利军教授在接受BioArt采访时表示，“大脑的海马区对情感记忆和空间导航至关重要，也与情绪障碍和焦虑症的发病机制密切相关。这项研究为海马区在处理焦虑中的功能提供了新的见解，有助于理解先天厌恶信息在海马区中如何呈现，以及海马腹侧-皮层下神经通路在产生焦虑相关行为中的作用。他们成功鉴别出能够快速控制焦虑行为，但不影响习得性恐惧的特异性神经通路，为治疗情绪和焦虑相关疾病提供了全新的靶点。”
8
Fat Body Cells Are Motile and Actively Migrate to Wounds to Drive Repair and Prevent Infection.
Anna Franz, Will Wood, Paul Martin
Developmental Cell. February 26, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.devcel.2018.01.026
最早人们认为脂肪细胞仅仅具有储藏脂肪、为局部提供能量的功能。近些年来越来越多的研究表明脂肪细胞具有调节代谢、生长和免疫的功能，同时还在肿瘤中发挥一定的功能。2014-2017年部分研究表明脂肪前体细胞与皮肤分化、毛囊生长之间存在显著关联；皮肤损伤后肌成纤维细胞可以转分化为脂肪细胞。但是脂肪细胞如何参与组织损伤修复仍不清楚。2018年2月英国布里斯托大学的Martin教授利用果蝇发现机体损伤后脂肪细胞可以通过肌动蛋白驱动、不依赖于粘附的蠕动方式迁移至损伤部位，随后配合血细胞、巨噬细胞清除细胞碎片，同时密封损伤处上皮细胞之间的空隙，释放抗细菌因子抵抗感染。该研究为人们理解脂肪细胞打开了新的认知，同时也为后续研究脂肪细胞在组织修复与再生奠定了基础。
浙江大学基础医学系孟卓贤研究员在接受BioArt采访时认为，“这是一项非常有意思的工作，在果蝇中发现了脂肪细胞全新的生物学行为和功能，深入研究高等动物体内脂肪细胞是否有类似的功能将为损伤修复和再生医学带来新的曙光。”
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